CN1240188C - 无线电通信机器和无线电通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线电通信机器和无线电通信方法，包括：多个具有利用无线电或光进行发送接收的通信装置和上述通信装置以外的一个以上装置的微小功能元件(3)；和与上述微小功能元件进行通信来控制上述微小功能元件，进行统一管理的主基站(4)；从上述主基站(4)接收控制信息的微小功能元件(3)和其他微小功能元件(3)通过通信装置进行通信，据此来执行上述通信装置以外的一个以上装置，从而能够使各自存在的功能元件(3)共同发挥功能。能不受有线通信带来的各种各样的限制，而使各自存在的功能元件共同发挥功能。

Description

无线电通信机器和无线电通信方法

技术领域

本发明涉及无线电通信机器、无线电通信方法以及无线电通信机器的驱动方法。特别是涉及具有使用无线电波或光进行通信的细微的微小功能元件的无线电通信机器和无线电通信方法。

背景技术

近年来，使用无线电波(Radio frequency：RF)或光的无线电通信普及起来。例如便携电话通过使用900～1900MHz频带等的电磁波，作为在任何时候任何地点都能进行通话的无线电便携通信工具而不可欠缺了。另外，作为个人计算机(PC)之间、个人计算机与打印机等之间的通信装置，通过无线电LAN(IEEE802.11.b，a)和蓝牙(bluetooth)等规格，使用2.45GHz频带的无线电波进行无线电通信已成为可能，并已在办公室和家庭中广泛普及。

但是，虽然无线电通信已在日常生活中成为不可欠缺的工具，但对于无线电通信的用途却局限于被限定的产品。例如，使用便携电话和便携终端机器(PDA)的点对点通信在上级基地局或各个终端成员间进行无线电通信，具有作为多个个体各自存在的功能，但并不能作为集团整体实现其功能。

另外，例如像素传感器，各个像素能够发挥摄像功能，并在其后将这些信息集合起来进行处理而形成整体的影象。此时，各个像素的控制信号通过有线通信(电气布线)从控制电路发送出去进行处理。同样，液晶等显示元件具有显示各个像素的功能，将其汇集起来显示出整体，但这些都是通过布线进行控制的。即，它们的结构是将用来连接2个驱动电路和各个功能元件的电气布线以矩阵状铺开而存在的结构。这样的布线在从不同角度对一个被拍摄体进行摄像的情况下，或作为便携机器用的显示元件而象薄纸那样地弯曲使用等的情况下，已成为很大的阻碍。

发明内容

鉴于以上所述问题的存在，本发明目的在于：提供不受有线所带来的各种限制，而能使各自存在的功能元件共同发挥功能的无线电通信机器、无线电通信方法和无线电通信机器的驱动方法。

为了实现上述目的，本发明的无线电通信机器，包括：

具备多个具有利用光或无线电进行无线电通信的第1功能和与上述无线电通信不同的第2功能的功能元件的功能元件群；

上述功能元件群的各个上述功能元件的上述第2功能是同一功能，并且上述功能元件群通过利用了各个上述功能元件的上述第1功能的共同工作来作为整体实现一个以上的上述第2功能。

更好是，上述功能元件群构成在各个上述功能元件之间进行基于上述第1功能的上述无线电通信的网络系统。

更好是，上述无线电通信机器具有对构成上述功能元件群的各个上述功能元件统一进行管理的主基站；上述主基站与上述各功能元件之间进行上述无线电通信来控制上述功能元件群或者进行数据接收。

更好是，上述无线电通信机器还包括：用于统一管理构成上述功能元件群的上述多个功能元件的主基站；其中上述主基站与上述各功能元件进行无线电通信以控制上述功能元件群或者接收数据。

更好是，上述各功能元件的上述第2功能是测量相同物理值的功能，上述功能元件群作为整体能够在比上述各个功能元件所测量的范围更宽的范围内进行测量。

更好是，上述功能元件用于不同的环境。

更好是，将由上述功能元件感测的对象物质不同。

而且，为了实现上述目的，本发明的无线电通信机器的驱动方法，使用包含下述功能元件群的无线电通信机器，该功能元件群包含多个具有利用光或无线电来进行无线电通信的第1功能和与上述无线电通信不同的第2功能的功能元件；各个上述功能元件的上述第2功能是同一功能；将上述各功能元件配置在所希望的位置上，通过利用了各个上述功能元件的上述第1功能的共同工作来作为整体执行一个以上的上述第2功能。

另外，本发明的无线电通信机器其特征在于：包括：具有通过无线电或光进行发送接收的通信装置和上述通信装置以外的一个以上装置的多个微小功能元件；和与上述微小功能元件进行通信，来控制上述微小功能元件，统一进行管理的主基站；从上述主基站接受控制信息的微小功能元件和其他微小功能元件，通过上述通信装置进行通信，从而执行上述通信装置以外的一个以上装置。

本发明的无线电通信机器包括具备多个具有利用光或无线电波进行无线电通信的第1功能和与上述无线电通信不同的第2功能的功能元件的功能元件群，上述功能元件群的各个上述功能元件的上述第2功能是同一功能，并且，通过使用了各个上述功能元件的上述第1功能的共同操作来作为整体发挥一个以上的上述第2功能。

本发明的无线电通信方法是无线电通信机器的无线电通信方法，其特征在于：该无线电通信机器包括：具有通过无线电波或光进行发送接收的通信装置和上述通信装置以外的一个以上装置的多个微小功能元件；与上述微小功能元件进行通信来控制上述微小功能元件并统一进行管理的主基站；进行以下处理：从上述主基站接受控制信息的微小功能元件和其他微小功能元件通过上述通信装置进行通信，从而执行上述通信装置以外的一个以上装置。

本发明人通过本发明揭示了：用具有四处分散的无线电功能和感测等特定功能的微小功能元件和控制它们的主基站来形成网络，进一步扩大无线电通信的技术可能性。另外，能提供一种通过有线机器、感测网络来统一管理不同的多个地点的感测的系统。

进而，指出了：通过在各个功能元件上设置无线电功能，能够实现使现有的、用金属布线呈矩阵状配置并连接起来的摄像、显示、记录等的功能元件成为没有布线的机器和2个概念的机器形式，能够克服上述问题。

本发明的微小功能元件是细微的，具有通信功能，存在多个而其整体具有一个以上功能，以上3点齐备方有意义。另外，作为民用制品，重要的是制品的成本。本发明的微小功能元件通过在单一的基板上形成，能够降低一个一个的微小功能元件的成本，并能够细微化。

附图说明

图1是表示本发明实施形态的无线电通信机器的概念图。

图2是本发明实施形态的无线电通信机器的结构图。

图3是本发明实施形态的无线电通信机器的结构图。

图4是本发明实施形态的无线电通信机器的结构图。

图5是本发明实施形态的无线电通信机器的结构图。

图6是本发明实施形态的无线电通信机器的结构图。

图7是比较例的功能机器的结构图。

图8是比较例的功能机器的结构图。

图9是表示本发明实施形态的无线电通信机器的通信步骤的图。

图10是表示本发明实施形态的无线电通信机器的通信步骤的图。

图11是表示本发明实施形态的无线电通信机器的通信步骤的图。

图12是表示微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的通信方法的原理的图。

图13是表示有关微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的天线结构的图。

图14是表示微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的通信构造的图。

图15是表示微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的通信构造的图。

图16是表示微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的通信构造的图。

图17是微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的电路图。

图18是微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的电路图。

图19是微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的电路图。

图20是详细表示图19的Rs电路部分的图。

图21是微小功能元件和主基站的电路图。

图22是微小功能元件与主基站或微小功能元件之间的电路图。

图23是微小功能元件和主基站的电路图。

图24是本发明的实施例1，是表示对摄像系统的应用例的图。

图25是本发明的实施例1，是表示从摄像元件向与光轴垂直的面看到的电路配置图。

图26是表示作为本发明的实施例1的将通信电路部分的区域配置在摄像元件部分的周围的配置图。

图27是表示作为本发明的实施例1的从外部(主基站)向具有通信功能的微小球摄像照相机提供控制信号、能量和根据外部控制信号向主基站发送摄像信息的形式的模式化图。

图28是本发明的实施例1的控制流程图。

图29是本发明的实施例1的将多个微小球摄像Mote配置在卡片状基板上的图。

图30是本发明的实施例1的控制流程图。

图31是本发明的实施例1的将微小球摄像Mote设置为其光轴朝向各个方向而能得到广角图象信息的图。

图32是本发明的实施例1的控制流程图。

图33是本发明的实施例1的微小球摄像Mote的摄像部分侧的平面图。

图34是本发明的实施例1的使用粘接剂将在基板上构成的摄像元件、通信电路等电子电路固定为与微小球透镜连接的状态的图。

图35是表示本发明的实施例2的应用了墨剩余量检测方法的例子的图。

图36是详细表示本发明的实施例2的微小功能元件及微小功能元件的结构的图。

图37是本发明的实施例2的控制流程图。

图38是表示本发明的实施例3的有关墨剩余量检测方法的应用例子的图。

图39是表示本发明的实施例4的有关墨剩余量检测方法的应用例子的图。

图40是表示本发明的功能元件群的概念图。

图41是表示本发明的功能元件群的结构例子的图。

图42是表示本发明的功能元件群的通信步骤例子的图。

图43是表示本发明的功能元件群的通信步骤例子的图。

图44是表示本发明的功能元件群的通信步骤例子的图。

图45是表示本发明的功能元件群的网络结构例子的图。

图46是表示本发明的功能元件群的网络结构例子的图。

图47是表示本发明的功能元件群的结构例子的图。

图48是表示本发明的功能元件群的结构例子的图。

图49是表示本发明的功能元件群的特性例子的图。

图50是表示本发明的功能元件群的结构例子的图。

图51是表示本发明的功能元件群的结构例子的图。

图52是表示本发明的功能元件群的结构例子的图。

图53是表示本发明的功能元件群的结构例子的图。

图54是表示将本发明的功能元件适用于摄像元件的一个例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的无线电通信机器的实施例。

(实施形态1)

图1是表示本发明的无线电通信机器的概念的一个例子图。具有通信功能的细微(Fine)的微小功能元件(Mote)3多得如同宇宙银河(Galaxy)中的星那样地在各处存在。各微小功能元件3具有通过光或RF无线电进行无线电通信的功能，并与不同于微小功能元件3的另外设置的主基站4进行通信。

在图1所示例子中，首先通过从主基站4与近距离的微小元件3进行通信，而该微小功能元件3再与近旁的微小功能元件3进行通信，使得作为整体的各微小功能元件3及主基站4之间的交互通信成立。如图所示，各微小功能元件3是小型的，例如是直径1mm的球状外形，并通过无线电通信形成网络。另外，各微小功能元件3例如具有感测功能，并构成感测网络。

在这种情况下，各功能元件3具有例如观测其所在地点的信息、光、温度、湿度、声音、位置、速度、磁场、电场等该地点的环境状态的感测功能。然后，将这些信息发送到主基站4，主基站4具有解析该信息的功能。另外，主基站4具有以下功能：向各微小功能元件3发出何时、如何、以怎样的步骤进行的指示，并进行统一管理使各功能元件3作为统一整体完成一个以上主功能。

由此，能够把握依存于场所的光、温度、湿度、声音、位置、速度等该地点的环境和随时间的变化。例如，将微小功能元件3配置在室内的某个地方，使其监视室内的温度、湿度，而另一方面，将主基站4配置在空调内部。由此，能够调整热风或冷风使室内的温湿度分布均匀。进而，使微小功能元件3具有检测人居住场所的感测功能后，则能够向人所在的场所集中吹送热风或冷风，使规定的场所优先具有希望的温度湿度，能够有效地使用能量。另外，这并不限于人所在的室内，也可以适用于冷冻库、冷藏库等需要温度湿度管理的装置。

另外，还可以将应用扩展到对个人计算机和复印机、激光或喷墨打印机等日用机器内部的温度湿度进而电场、磁场等进行管理。本发明还可以被应用到例如复印机内部的感测功能、例如复印步骤的发热体的温度管理、送纸功能的卡纸检测、喷墨打印机或复印机等的墨或色料盒的剩余量检测等。

另外，如果在微小功能元件中设置摄像功能，并将该微小功能元件3配置在某地点，则由于即使在对3维图象进行摄像的情况下，也能在主基站4进行统一管理，所以能够容易地进行图象处理。

另外，如果在微小功能元件3中设置能够测量血压或体温等的功能，并向该微小功能元件3设置粘着性胶带贴在人体某部位，将主基站4的大小设置为比手掌小放到口袋里等，则能够在平时监测人体，并能够随时检测到体内的异常。通过这样设置微小功能元件3，对腕、胸、背部、腰、足等多点进行监测，则由于能够对身体综合信息进行统一管理，所以与只对身体的一个部位进行检测的情况进行比较，能够更加正确地把握人体的健康状态。已知在人脑内部的神经细胞中，伴随着钠和钾等离子的移动有电流流动，并伴随于此产生磁场。将检测该磁场的微小功能元件3贴在脑表面，则能够检测到脑内部的活性状态的部位变化和时间变化，可以考虑将其应用于对外部刺激等的应答性等的医疗上。

为使其能够各自单独地设置在任意的地点，各个微小功能元件3被设置在不同基板上，并被以大于该基板大小的距离分离设置。另外，也可以以能够通信的距离分离设置。但是，若以100m或1km以上的距离分离设置，则由于会发生通信所需电力增大、或通信所必需的天线的大小变大而使微小功能元件3的大小变大等问题，所以微小功能元件3与主基站4之间的距离可以在10m以内，而理想的是5m，更理想的是小于1m。

如上所述，为了通过感测功能对环境进行监测，为使微小功能元件3分散分布，理想的是其大小小于10mm。更理想的是小于1mm，还能够很好地达成各种功能。另外，理想的是其数量在5个以上。理想的是10个，更理想的是50个以上。

进而，微小元件3的一个特征是最好是用来实现通信功能的元件和一个以上的实现通信以外功能的元件在单一的基板上形成。如此将用来实现通信功能的元件和一个以上的实现通信以外功能的元件在单一的基板上形成，与在各个基板上制作的情况相比，具有容易实现小型化和低成本化等优点，特别在应用于日用机器的情况下是重要的一点。

图2、图3是表示使用RF无线电通信的情况的图。微小功能元件3具有天线6、无线电元件2、功能元件1，主基站4具有天线7、无线电接收发送部件9、数据处理部件10。在图2中使用环状天线，在图3中使用单极天线。

图4是表示向对象物99全方位地配置微小功能元件3进行观测，并向主基站发送信号的情况的图。通过如此配置微小功能元件3，能够达到各种各样的目的。例如，能够对人物进行3维摄像，并立体化放映。

微小功能元件3其特征在于：作为用于发挥所述微小功能元件3的功能以及通信功能的能源而具有自己发电功能或利用作为通信手段使用的无线电或光的能量。据此，不使用所谓的2次电池，而从外部供给能源，所以不需要更换电池而进行正常工作是可能的。

作为该自己发电的方法，可以使用太阳能电池、和将震动转换为电能的元件等。例如，可以使用将梳型电极的两端固定并使其上下震动，伴随着震动改变电容的结构，来将震动能转换为电能。或者，也可以使用通过风力进行发电等。另外，也可以是燃料电池等具有自己发电作用的容易补给物理燃料的部件。还可以使用无线电或光能。例如，也可以在直流电路中将载波的高频能量转换为直流，蓄积在电容器中，在功能部分的处理电路使用。为了使天气等环境条件比较不容易起作用，最为理想的是，能够在如此通过无线电提供能量的同时实现数据的发送接收操作。

(实施形态2)

以下，使用有关本发明的实施例2的具有无布线功能的无线电通信机器的图进行说明。

图5、图6是表示本发明的实施例2的无线电通信机器的结构图。在图5中，由功能元件1、功能元件2和天线6构成的微小功能元件3被矩阵状地配置在同一基板5上。另外，还有与基板5以一定空间距离分开配置的、在与基板5不同的基板上形成的、由天线7和发送接收电路910组成的无线电通信部件4a。无线电通信部件4a实现与实施例1中的主基站4同样的功能。在本实施例中，称此为无线电阵列(wireless array)。

本实施例的特征是不包括一般的使用电气布线的形式，而是利用无线电形式进行各个微小功能元件3、外部机器、进行信息收发的无线电通信部件4a之间的信息收发。

图6是表示图5的概念的简化图。利用此图与表示现有技术的图7、图8进行比较说明。

图7是以前一直使用的CCD传感器、CMOS传感器、液晶、等离子体、有机EL等显示器、DRAM、EEPROM等存储器等的共通的矩阵结构图。在任意一个由行布线22和列布线23相交构成的矩阵交点上都有未图示的摄像、显示、存储等的功能元件，在行布线22和列布线23的端部存在用来选择它们的选择电路25及26。

在此，在选择被配置在矩阵交点上的功能元件3的时候，利用连接在该功能元件上的行布线22和列布线23，从很多的功能元件选择特定的功能元件。图7是在各功能元件中没有开关元件而是所谓的单纯矩阵结构，图8在矩阵交点上设置开关元件27来抑制在选择元件时发生的错选的所谓激活矩阵结构。在图7、图8所表示的现有例子中，由于在任意一个中都存在布线22、布线23，所以存在很难弯曲基板和由于产生的布线延迟而随着大型化造成速度减慢的问题。

对此，在图6所示的无线电阵列中，在基板5上配置微小功能元件3，并通过无线电进行作为主基站4的无线电通信部件和各个微小功能元件3的通信，实现摄像、显示、存储等功能。因此，可以从费事的布线中被解放出来。另外，也可以在一个基板5上设置摄像、显示、存储等中的多个功能的微小功能元件3。例如，通过在由显示元件组成的基板5的一部分上设置摄像元件，可以实现能够一边显示一边摄像的机器。可以将这个技术应用于能够面对面通话的电视电话等中。另外，也可以实现在弯曲的平面上粘贴摄像元件等。

作为本实施例的微小功能3的大小，如果考虑能够对微小功能元件3进行基成操作而作为一个机器的大小，并对摄像、显示、存储功能有效，则最好是在1mm以下，而理想的是0.5mm以下，更理想的是在10μm以下。另外，也可以使微小功能元件3中的摄像、显示、记录等功能部分的元件变小，而使通信功能部分变大，使多个功能元件的通信部分共通化。

如果利用本实施例的无线电阵列概念，则能够在可弯曲的基板上形成设备，实现多功能的功能元件。

(实施形态3)

在本实施例中，利用附图说明本发明的无线电通信机器的数据收发步骤。

图9、图10、图11是表示本发明的微小功能元件3与主基站4的通信步骤的图，通信步骤分为3个种类。

第1种通信步骤如图9所示，在接收到从主基站发来的控制信号后，实现各微小功能元件3的功能。例如，适用于显示装置的情况。即例如如图5所示的那样，从主基站向以矩阵形状配置的功能元件1(在此为显示元件)的各部分发送开始显示的信号。由此，能够通过显示部分整体显示图象或文字。在这种情况下，在主基站4向各微小功能元件3发送了控制信号后，马上各微小功能元件3就发挥功能，但这是在不需要从微小功能元件3向主基站4发送信号的情况下的步骤。

第2种通信步骤如图10所示，各微小功能元件3执行感测功能，并将其信息发送到主基站4。由于各微小功能元件3在完成感测后的时刻向主基站4发送信息，所以是不需要从主基站4发送控制信号的情况下的步骤。这可以被用于在利用摄像元件识别了特定物体时再开始向主基站4发送其信号的情况等。主基站4有必要经常处于从微小功能元件3接收信号的状态，但此时如果平时只有微小电流流过(待机)，而在接收到从微小功能元件3发来的发送请求信号的时刻，才提高能量进行接收动作等，则能够降低电力消耗。

第3种通信步骤如图11所示，首先从主基站4向各微小功能元件3发送控制信号，根据其时刻及方法各微小功能元件3实现感测等功能，并将所得到的信息发送到主基站4。例如，可以适用于在希望摄像的时刻从主基站4向微小功能元件3发送该信号，而在该时刻进行摄像并将数据发送到主基站的情况等。

(实施形态4)

以下，利用附图说明本发明的无线电通信机器所使用的无线电通信方法。在此所述的无线电通信是通过除了光以外的电磁波进行的通信，即所谓的RF(电波频率)通信。

在利用无线电进行通信的情况下，通常使用频率为1kHz到100GHz左右的作为载波的电磁波。无线电通信方法大致区分有电磁感应方式、微波方式。另外，再电磁感应方式中，还有近通信距离情况下的电磁结合方式。电磁感应方式利用交流磁场产生的线圈的相互感应进行通信。

图12是电磁感应方式的概要说明图。如果在发送线圈L1中朝向图的方向流过电流，则沿图示方向就会产生磁场H。如果流过交流电流，则在接收线圈L2就会产生电磁感应引起的感应电力。在通过该电磁感应传达信息的同时，还能传送电力。一般，大多利用250kHz以下或13.56MHz左右的长、中波范围电磁波，但并不限定于这些频率数。

在本发明的无线电通信机器使用电磁感应方式的情况下，使用线圈作为微小功能元件3或主基站4的天线，并通过利用由2个线圈的感应磁通量造成的感应电压进行通信。另外，若设线圈的圈数为N，一匝线圈产生的磁通量为，则总磁通量由下式(1)表示。另外若磁通量密度为B而匝区域的面积为A则磁通量由下式(2)表示，若磁场空间的磁透率为μ，磁场为H，则磁通量密度B由下式(3)表示。进而，线圈L2的感应电压U₂与磁通量的时间变化成正比，并由线圈L1流过电流的时间t的微分和相互的电感M的下式(4)表示。因此，若增加线圈的匝数，或在线圈中心配置磁透率高的磁铁，则会产生更高的感应电压，并能够进行长距离的通信，所以是理想的。

Ψ＝N                       …式(1)

＝BA                        …式(2)

B＝μH                        …式(3)

U₂＝dΨ₂/dt＝M·dI₁/dt    …式(4)

图13是表示电磁感应方式的天线的例子的图。微小功能元件3具有线圈状的天线6，在端部68、69，与未图示的通信线路和功能元件相连接。同样，主基站4也具有天线7，并在其端部78、79与未图示的通信线路相连接。通过将天线缠绕数次，提高了通信效率。进而未图示地，可以再在中央部分沿与线圈面垂直的方向配置软磁性体。但是，由于圈数增加则导线电阻增加而电阻损失增大，所以有必要与整体的能量损失进行比较，将其控制在较小的范围内。另外，由于磁铁配置得电感成分过大会导致难于以高频率驱动，所以有必要控制在不会降低所要求的数据的发送接收速度的程度。

在电磁感应方式中，使交流电流流过天线进行发送，在接收侧接收由交流电流产生的变动磁场。因此，将线圈配置在前进方向，即配置在与发送器方向垂直的方向，其接收最为敏感。

在微波方式中，在微小功能元件3与基站4之间，通过例如2.5GHz左右的微波进行数据的发送接收。由于使用GHz的超高频率，所以能够减少外来干扰对通信造成的影响，并使通信距离延长数米以上。若能够将天线单元或元件直接附着在金属表面，则其通信速度最快。由于通信距离较长，所以通过磁场与电场的交替使电磁波在空间中传播，直到到达接收侧。因此，能够采取接收磁场和接收电场2种通信方法。

图14表示了接收磁场信号情况下的一个例子的结构图。作为主基站4的发送天线和接收天线表示了偶极天线7。若向该偶极天线7施加交流电流44，则会在与偶极天线7的方向上产生磁场。在微小功能元件3中，通过将线圈状的天线6配置得使磁场B通过线圈面，而产生起电力，并使未图示的接收电路和功能元件与线圈天线6的端子68、69连接，实现微小功能元件3的功能。另外，为了提高接收效率也可以增加匝数。但是由于增加匝数大多会增大电阻损失，所以最好对应于线圈的剖面形状以减少电阻值的程度设定匝数。另外，由于接收面的面积越大则产生的电压越好，所以最好在不妨碍微小化的程度下加大面积。

另外，如图5所示，为了提高磁通量密度，可以在线圈31的中心部分配置磁透率高的材料、磁铁材料32。可以使用缠绕了这样的线圈的条形天线等。

在任意的情况下，若将线圈面沿电磁波的前进方向，即朝向发送器的方向平行配置，则能够使接收灵敏度最高。

图16表示了接收电场信号情况下的一个例子的结构图。发送天线同样使用偶极天线，在此，表示了电场E的波。进而，在图14、图15中产生了同样的电场E的波，而在图16中产生了与图14、图15同样的磁场B，但为了简化而未图示出来。由于电场E与偶极天线有平行的强度变化，所以接收天线6在与发送天线朝向的方向相同的时候其接收灵敏度最高。在图16中，表示了作为接收天线6的单极天线。此时由于天线的端部接地，所以产生镜面效果，而在接地的相反侧有电长度相同的天线，则起到与偶极天线相同的作用。接收信号的微小功能元件3也可以使用代替的偶极天线，但由于充分接地能够减小天线的大小，所以理想的是使用单极天线。

在接收电场信号的情况下，或在提供电磁波的情况下，理想的是偶极天线的长度为λ/2，而天线一侧的部分接地的所谓单极天线的长度为λ/4，则能够得到最好的效果。但当然并不必须是这样的长度。

进而，在本方式中，表示了上述微波方式所使用的频率数为2.5GHz范围，但并不限定于2.5GHz或其他的GHz范围，如果采用通过上述电磁波的电场、磁场进行接收发送的结构，则能够使用其他的频率数。而作为电磁波的波长λ，13.56MHz为22.1米，900MHz为33.3厘米，2.45GHz为12.2厘米，5GHz为6.0厘米，10GHz为3.0厘米，30GHz为1.0厘米，100GHz为3.0毫米。因此，在微小功能元件3采用微波方式的情况下，其波长最好是GHz带，而更高的频率则更能减小天线的大小。

但是，如果超过60GHz，则在接收发送电路中就难于使用通常的Si晶体管了，必须使用HEMT(高电子移动度晶体管)，由于成本高，所以最好使用60GHz以下频率的电磁波。进而在现有的高频技术中，由于在接收发送电路中使用30GHz以上的所谓毫米波频带会使电路变得复杂，所以最好还是使用30GHz以下的波。但是，随着技术的改进，也存在能够使用数10GHz频率的可能性，但并不是实现本发明的原理上的必要条件。

以上是天线接收发送电磁波的空间的介电常数为1的情况，而天线周围的物质的介电常数如果大于1，则能够实际缩短波长，并能够减小必要的天线长度。但是，由于衰减系数(吸收)变大则损耗变大，所以必须注意。

另外，由于原理上也能够使用接收天线作为发送天线，所以将图14～图16的接收发送关系颠倒在原理也是可能的。但是，如果考虑到发送电力的效率等，则在发送距离在10厘米以上的情况下，最好使用偶极或单极天线作为主基站4的天线。另外，在通信距离未满10厘米，特别是数毫米以内的情况下，最好使用电磁感应方式。

另外，为了减小微小功能元件3的大小，最好使用图14、图15所示的线圈状天线，或者发送频率在10GHz，理想的是在20GHz以上的偶极或单极天线。进而，天线的形状并不限定于以上形状，也可以使用作为偶极天线的变形的倒L型天线、缝隙天线或螺旋天线。在1厘米角通信距离1米左右条件下，还可以使用被用于蓝牙机器中的感应体天线作为本发明的微小功能元件3的天线。

另外，根据天线制造学，若电磁波波长为λ，则在通信距离为λ/(2л)未满的情况下成为邻近场区域的感应场即电磁感应方式较有优势，而在λ/(2л)以上的情况下，在远离场区域下放射场即微波方式较有优势。因此，采用电磁感应方式还是微波方式，要根据通信距离而定的。

下面，利用图17～图23，说明微小功能元件3和主基站4的电路图。

图17是电磁感应方式的电路图。主基站4的天线L1将从未图示的控制电路发来的信号发送到微小功能元件3的天线线圈L2。天线线圈L1、L2通过电感器M相互结合，将主基站4发来的信息跨越空间发送到微小功能元件3。在微小功能元件3中，天线线圈L2的电感器与平行并连接的电容C2形成共振电路，只接收主基站4发送来的特定频率的信号。R2是天线L2部分的电阻。另外，利用电感器L、电容C，通过下式(5)表示共振频率f_c。

$f_c=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}}$ …式(5)

因此，如果设定为使每个微小功能元件3具有不同的共振频率，则能够从主基站4向每个无线电元件发送控制信号。例如，对于13.56MHz的发送频率，则L＝1nH，C＝1.4×10^-7F，而对于2.45GHz的发送频率，则L＝1nH，C＝4.2×10^-12F。

选择了的单一频率的高频电流通过二极管D1被整流，施加在功能元件1。这样，例如通过从作为主基站4的无线电通信部件发送希望形成图象的像素的共振频率电波就能够进行摄像，并能够在显示装置上形成作为整体的任意图象。

图18是将图17的二极管D1置换为由D2～D5组成的整流电路的图。这可以被用于希望向功能元件1施加直流性更高的信号的情况。

图19和图20是为了使不对功能元件1施加过剩电压而追加了保持一定电压的电路的图。在图19中，通过包含可变电阻器的Rs电路使施加在与电容C2并联的电阻R_L上的电压U₂保持一定。图20是表示图19的Rs部分的图，在通过整流器后，通过由稳压二极管ZD和晶体管TR和电阻R5构成的可变电阻器保持一定电压后，施加在功能元件1上。

如图9所示的那样，以上是从主基站4向各微小功能元件3发送信号的情况下的电路图，但在从微小功能元件3向主基站4发送信号的情况下，使用例如图21、图22所示的电路。

在图21中，功能元件39发出的信号是例如摄像或位置信息等的感测信息，与天线线圈L2并联的晶体管T1的栅电极相连接。由于晶体管T1根据信号开、关，所以天线线圈L2的并联电阻发生变化，从微小功能元件3发出的信息被发送到主基站4。

图22是再设置数字电路4024，通过电磁波的振幅调制(振幅位移信号调制：ASK)或频率调制(频率位移信号调制：FSK)或相位调制(相位位移信号调制：PSK)对微小功能元件3发出的数据(DATA)进行调制并发送的情况下的电路图。而对信号数据进行加密处理后再发送，对分别访问多个微小功能元件3的情况等有效。

图23是在主基站4及微小功能元件3中使用偶极天线的情况下的电路的例子图。从主基站4的偶极天线DA1发出的电磁波通过微小功能元件3的天线DA2被接收，通过二极管D1等被整流后，施加在功能元件39上。在偶极天线的情况下，如上所述的那样通过天线的长度确定共振频率。

以下，利用附图说明比上述的本发明的实施方式更详细的实施例1～4。进而，在以下的实施例1中，被标记为感测Mote34的元件相当于微小功能元件3。

实施例1

图24是本发明的实施例1，表示了摄像系统的应用例子。在感测Mote34中，使用微小球透镜31，并将摄像元件32配置在摄像光的入射侧和相反侧的球的表面附近，还在被看作是同一基板的球表面附近配置发送从电波接收电路和摄像元件32发来的信号的通信电路部件33。这种情况下的基板呈球面状。

从与光轴35平行的方向过来的入射光通过微小球透镜31聚光到其表面附近37。具有视场角的光38通过微小球透镜31聚光到表面附近39。如此，就在微小球表面上形成了图象。在此，若微小球透镜1的折射率为2，则成为平行光，即无限远时正好在相反侧的球表面附近成像。例如，在可见光情况下，如果使用d线(587.6nm)的玻璃材料S-LAH79(ohara)，则nd＝2.003时满足该条件。另外，如果微小球透镜的透镜直径为1毫米，则在5厘米以外远的地方成为几乎聚焦的状态。由于颜色象差并不大所以能够得到图象。

在球透镜的入射侧表面设置了过滤器，通过选择特定的波长而使得其构成能够抑制颜色象差。另外，作为光敏元件，可以对一个2微米的单元配置100×100的一万个像素的元件。若能够以微小球构成，则能够构成不易受外部环境影响的稳定的微小功能元件。

图25是从摄像元件32侧看到的在与图24所示的光轴35垂直的面上的电路配置图。中央部分是摄像元件32，其附近区域是通信电路部件33。两者通过球面状基板上的布线连接。通信电路部件33由利用接收外部能量的接收部件天线和接收到的能量向摄像部件和发送部件等提供电源的电路、外部输入信号处理电路部件、外部发送信号处理电路等构成。光敏元件发出的图象信号通过通信电路部件33从配置在发送电路周围部分的天线电路被发送出去。

图26是在摄像元件32的周围配置通信电路部件33的区域的图，天线电路被有效配置为同心圆状。

图27是利用从配置在以上说明了的具有通信功能的感测Mote34的外部的主基站41提供的控制信号及能量40a，将摄像信息40b发送到主基站41的模式化图。

利用图28的流程图说明以上流程。

首先，从主基站41向感测Mote34(本实施例的情况下是由微小球透镜摄像元件构成的图象感测Mote)提供控制信号和电源能量40a。可以利用电波(RF)或光进行该能量提供。在电波的情况下是RF电路，而在光的情况下是光电传感器。

其次，由感测Mote34根据主基站41发来的控制信号40b对图象进行检测。然后，将通过微小球透镜31成像了的摄像元件32上的强度分布从摄像元件32发送到通信电路部件33。

然后，从感测Mote34向主基站41发送检测信息41a。在利用电波(RF)发送信号的情况下，能够与接收部件共有其一部分。而在利用光发送信号的情况下，可以控制在与接收电路同一基板上构成的发光光源进行发送，也可以通过控制反射从主基站41发来的光的部件材料，以反射光信号的形式进行发送。在主基站41侧，再根据接收到的检测信息41a进行希望的图象处理，得到最终需要的图象信息。

图29是在卡片状的基板42上设置多个进行微小球摄像的感测Mote34的图。通过这多个感测Mote34接收被拍摄体发出的光43，再从感测Mote34向被设置在卡片状基板42上的主基站41发送图象信息，来进行图象感测。根据多个图象数据，利用高图象质量处理或感测Mote34间的视差计算出内部区域的信息，就能够得到3维图象的图象信息了。

图30的流程图总结了以上的处理的流程。

首先，由主基站41向各感测Mote34(在本实施例的情况下是由微小球透镜摄像元件构成的图象感测Mote)提供控制信号及电源能量40a。可以用电波(RF)也可以用光进行能量的供给。在电波的情况下是RF电路，而在光的情况下则是光电传感器。

接着，通过各感测Mote34检测图象。其顺序可以是并行的，也可以是依次的。然后，将通过微小球透镜31成像了摄像元件32上的强度分布从摄像元件32发送到通信电路部件33。

然后，从各感测Mote34向主基站41发送摄像信息41b。此时可以是同时的，也可以是依次的。在利用电波(RF)发送信号的情况下，可以与接收部件共有其一部分。也可以在向各感测Mote34分配频率的同时接收信号。在利用光发送信号的情况下，可以控制在与接收电路同一基板上构成的发光光源进行发送，也可以通过控制反射从主基站41发来的光的部件材料，以反射光信号的形式进行发送。

接着，在主基站41侧，再根据接收到的从各感测Mote34发来的摄像信息41b进行希望的图象处理，得到最终需要的图象信息。例如，从多个视差图象中抽出被拍摄体的距离信息，确定各图象部位的距离，再利用这些从多个感测Mote34发来的图象识别出3维图象。根据需要再将这些3维信息合成为3维图象。

图31是使进行微小球摄像的感测Mote34朝向各个方向的光轴，而得到广角图象信息的图。针对从各个方向射来的光43a～43f，通过与各个方向对应的感测Mote34进行图象输入，并将这些图象信息发送到主基站41。在主基站41，利用光43a～43f合成各方位的图象信息，生成广角图象信息。感测Mote34能够被安装在任意角度、任意物体上。在图8中表示了在一个平面上的情况，也能够从纸面取得外部的3维空间图象。

图32是将上述处理的流程总结为流程图的图。

首先，由主基站41向各感测Mote34(在本实施例的情况下是由微小球透镜摄像元件构成的图象感测Mote)提供控制信号及电源能量40a。可以用电波(RF)也可以用光进行能量的供给。在电波的情况下是RF电路，而在光的情况下则是光电传感器。

接着，通过各感测Mote34检测图象。其顺序可以是并行的，也可以是依次的。然后，将通过微小球透镜31成像了摄像元件32上的强度分布从摄像元件32发送到通信电路部件33。

然后，从各感测Mote34向主基站41发送摄像信息40a。此时可以是同时的，也可以是依次的。在利用电波(RF)发送信号的情况下，可以与接收部件共有其一部分。也可以在向各感测Mote34分配频率的同时接收信号。在利用光发送信号的情况下，可以控制在与接收电路同一基板上构成的发光光源进行发送，也可以通过控制反射从主基站发来的光的部件材料，以反射光信号的形式进行发送。

接着，在主基站41侧，再根据接收到的从各感测Mote34发来的摄像信息41a进行希望的图象处理，得到最终需要的图象信息。利用从朝向多个不同方向的感测Mote34发来的摄像信息41a，对其进行合成，处理成为1个广角图象，可以得到360度的全景图象。

图33是将进行微小球摄像的感测Mote34的摄像元件32作成平面的图。由于摄像元件32成为平面，所以象差增大，但容易在平面基板上作成电路。能够被应用于并不十分重视图象质量的情况。另外，比较容易的制造方法是，在作成微小球透镜31后，在平面上研磨摄像侧，再粘贴另行作成的并行平板。预先在平面基板上作成摄像元件32和通信电路部件33等，然后再粘接这些部件。

另外，通过作成这样的结构，可以不必要求微小球透镜31的折射率为2，而设定平行板的厚度使之在摄像面上成象。可以使用LaSFN9，nd＝1.850或被用于恶劣条件下(高强度、高硬度、耐化学性、透过IR)的蓝宝石、红宝石球透镜，AL203，nd＝1.77作为玻璃材料。或者，也可以使用极一般的玻璃材料BK7nd＝1.517来作成非常廉价的感测Mote34。

图34是不在微小球透镜31表面直接构成电路系统，而是以使在另外作成的平面基板上构成的摄像元件32、通信电路部件33等的电子线路与微小球透镜31接触的状态使用粘接剂54进行固定的图。在这种情况下，粘接剂54构成了透镜系统的一部分。偏离光轴的图象角度会对象差造成影响，但根据用途而必须需要高分辨率，则可以利用。如果采用这样的制造方法，能够构成非常廉价的感测Mote34，所以其用途很广。

另外，由于能够同通常的电子线路基板同时形成，所以其应用更加广泛。以下的实施例2～4表示了将本发明的功能元件应用于印刷装置，例如检测喷墨打印机或喷泡(R)打印机等的墨盒的墨剩余量的功能的例子。

实施例2

图35是本发明的实施例2，表示了有关检测墨剩余量的方法的应用例子。

微小功能元件61a及微小功能元件61b是具有通信功能、感测功能及将主基站65的无线电通信转换成能量的电源功能的微小功能元件。

微小功能元件61a及微小功能元件61b与墨62一起被内置于的墨盒容器63中。主基站65在与微小功能元件61a、微小功能元件61b进行数据通信的同时，对这些功能进行控制并进行统一管理。另外，还具有利用被用作数据通信方法的无线电通信，向微小功能元件61a、微小功能元件61b传送能量的功能。

微小功能元件61a及微小功能元件61b具有能浮在墨62上面的构造。图35是由主基站5提供控制信号及能量8，并向微小功能元件61a及微小功能元件61b发送的情况的模式化图。

微小功能元件61a及微小功能元件61b利用提供的控制信号及能量8进行规定的检测。在此，是例如微小功能元件61a从感测发送部件发出光66，光在墨盒容器63的上面被反射，微小功能元件61b通过感测接收部件接受该反射光67。微小功能元件61b将该检测信息69发送到主基站65，接收到该信息的主基站65根据检测信息69判断墨62的剩余量。在此，微小功能元件61a和微小功能元件61b具有基本相同的结构，并能够根据主基站65发来的信号控制其功能。

下面，利用图36详细说明微小功能元件61a及微小功能元件61b的结构。由于微小功能元件61a及微小功能元件61b具有基本相同的结构，所以以下只作为微小功能元件61进行说明。

微小功能元件61由感测部件71、通信部件72、电源部件73、处理部件74及保护部件75构成。感测部件71由感测发送部件及感测接收部件。通信部件72由通信发送部件及通信接收部件构成，该通信处理部件及通信接收部件由天线、发送电路及接收电路构成。电源部件73由利用通信接收部件及天线接收从主基站65发来的能量，供微小功能元件61使用的能量转换电路、保存能量的能量保存部件构成。处理部件74根据主基站65发来的控制信号进行特定的处理。保护部件75是从墨盒容器63内的墨62及水分中保护感测部件71、通信部件72、电源部件73及处理部件74的部件。

现在利用图37的流程图说明以上的流程。

首先，在步骤1中，由主基站65向各微小功能元件61提供控制信号和电源能量68。在该实施例中，通过电波进行能量的提供。

接着，在步骤2中，各微小功能元件61根据预先从主基站65发来的控制信号68从感测发送部件发送感测信息。在此，根据从主基站65发来的控制信号68对发送感测信息的微小功能元件61和接收感测信息的微小功能元件61进行控制。

下面，在步骤3中，接收到感测信息的微小功能元件61将感测信息69发送到主基站65。

接着，在步骤4中，主基站65根据感测信息69判断墨62的剩余量。

如上所述，通过将具有传感功能、通信功能的微小功能元件61内置于墨盒容器63中，能够提高检测墨62的剩余量的精度。另外，由于具有无线电通信功能，所以即使在万一象墨那样的水溶性物质泄漏了的情况下，也能够不发生误操作地检测墨剩余量。

实施例3

图38是本发明的实施例3，表示了有关检测墨剩余量的方法应用例子。

微小功能元件61a及微小功能元件61b是具有通信功能、感测功能及将主基站65的无线电通信转换成能量的电源功能的微小功能元件。

微小功能元件61a及微小功能元件61b与墨62一起被内置于的墨盒容器63中。主基站65在与微小功能元件61a、微小功能元件61b进行数据通信的同时，对这些功能进行控制并进行统一管理。另外，还具有利用被用作数据通信方法的无线电通信，向微小功能元件61a、微小功能元件61b传送能量的功能。

微小功能元件61a及微小功能元件61b被配置在墨盒容器63的上部。图38是由主基站65提供控制信号及能量68，并向微小功能元件61a及微小功能元件61b发送的情况的模式化图。微小功能元件61a及微小功能元件61b利用该提供的控制信号及能量68进行规定的检测。在此，是微小功能元件61a从感测发送部件发出光66，微小功能元件61b通过感测接收部件接收光在墨62的墨水面上被反射的反射光67。

与实施例1相同，微小功能元件61b将该感测信息69发送到主基站65，主基站65根据感测信息判断墨62的剩余量。

实施例4

图39是本发明的实施例4，表示了有关检测墨62剩余量的方法的应用例子。

微小功能元件61是具有通信功能、感测功能及将主基站65的无线电通信转换成能量的电源功能的微小功能元件。

微小功能元件61与墨62一起被内置于的墨盒容器63中。主基站65在与微小功能元件61进行数据通信的同时，对这些功能进行控制并进行统一管理。另外，还具有利用被用作数据通信方法的无线电通信，向微小功能元件61传送能量的功能。

微小功能元件61浮在墨盒容器63的墨62上面。

图39是由主基站65向微小功能元件61提供控制信号及能量68的模式化图。微小功能元件61利用该提供的控制信号及能量68进行规定的检测。在此，是微小功能元件61从感测发送部件发出光6，微小功能元件61通过感测接收部件接收光在墨盒容器63内部的上面62反射的反射光7。然后，微小功能元件61将该感测信息69发送到主基站65，主基站65根据感测信息69判断墨62的剩余量。

(实施形态5)

图40表示了由功能元件101～105和主基站100构成的感测网络系统。功能元件在具有无线电通信功能(第1功能)的基础上，还具有检测周围环境的状态，例如检测温度、湿度、磁场、电场、加速度、位置、方向、特定化学物质的浓度等状态的功能(第2功能)。

功能元件101与主基站100进行通信。此时，功能元件101从主基站100接收何时进行检测的信息，并将检测到的信息发送到主基站100。功能元件102、103、104经由别的功能元件与主基站100进行通信。除了与主基站100进行通信以外，例如在图40的情况下，如功能元件102与功能元件105、功能元件101与功能元件105等那样地，功能元件互相之间进行通信，并能够根据各功能元件所在的地点和环境，作为整体效率最高地将最合适的信息发送到主基站100。

进而，在图40中标记了主基站100，但也可以由特定的功能元件兼有主基站的功能。在各功能元件将检测到的信息转送到别的机器的时候，该主基站100实现中转基站的作用。

下面更详细地说明本实施例。利用图41，说明例如监测人体状态时的情况。以前，在检测体温时，是在肋下或舌、耳等特定部位放置体温计进行测量的。

但是，通过将设置有检测体温的传感器的本发明的功能元件(感测Mote)101、102粘贴在身体200的各个部位，例如脚心、大腿、背部、手腕、头部等处，检测对应于测量部位的体温变化，能够更加正确地把握身体的状态。另外，检测对象除了体温以外，还可以是血压等。

另外，在后述的实施形态6～14中，并没有特别叙述有关无线电通信硬件的结构和方法，但其特征如在实施例12中详细叙述了的那样，是各功能元件或功能元件与主基站进行无线电通信的。

(实施形态6)

若存在管理各个功能元件的主基站，则能够对使各个功能元件中的哪个功能元件在何时实现功能进行管理，进而能够与各功能元件进行通信，获得功能元件检测到的信息，将信息集中作为整体进行管理。在此，对于主基站，并不单独保留与其他机器的接口，而是使其作为具有管理功能元件并进行控制的功能的元件而存在。

图42、图43、图44是表示本发明的功能元件与主基站的通信步骤的图，通信步骤被分为3个种类。

第1种通信步骤如图42所示，在接收到从主基站发来的控制信号后，各微小功能元件实现其功能。例如，适用于显示装置的情况。即从主基站向例如以矩阵形状配置的功能元件1，在此为显示元件，的各部分发送开始显示的信号。由此，能够通过显示部分整体显示图象或文字。在这种情况下，在主基站向各微小功能元件发送了控制信号后，马上各功能元件就发挥功能，但这是在不需要从功能元件向主基站发送信号的情况下的步骤。

第2种通信步骤如图43所示，各功能元件执行感测功能，并将其信息发送到主基站。由于各功能元件在完成感测后的时刻向主基站发送信息，所以是不需要从主基站发送控制信号的情况下的步骤。这可以被用于在利用摄像元件识别了特定物体时再开始向主基站发送其信号的情况等。主基站有必要经常处于从功能元件接收信号的状态，但此时如果平时只有微小电流流过(待机)，而在接收到从功能元件发来的发送请求信号的时刻，才提高能量进行接收动作等，则能够降低电力消耗。

第3种通信步骤如图44所示，首先从主基站向各功能元件发送控制信号，根据其时刻及方法各功能元件实现感测等功能，并将所得到的信息发送到主基站。例如，可以被用于在希望摄像的时刻从主基站向功能元件发送该信号，而在该时刻进行摄像并将数据发送到主基站的情况等。

实施例7

本发明的功能元件群的各功能元件都具有感测功能，由于整体功能元件群构成网络，所以是由以管理信息为特征的感测网络系统构成的。

图45、46是模式化表示网络通路图的图。

在图45中，主基站100以星形集中控制各个功能元件。在功能元件(传感器)数量较少的时候是有效的。

在图46中，能够以多极形通过多个功能元件传送数据。虽然各个功能元件之间的距离短，但由于是相互连接的，所以结果是能够进行长距离传送的方法。若具备阿得霍克连接功能，则多个功能元件能够自发地构成网络。

(实施形态8)

为了实现同时进行不同种类的感测的多感测，还可以配置许多具有单一功能的不同功能的MOTE。在图47中，表示了配置有对压力、温度、湿度及这些数据进行处理的功能Mote的例子。在此，Mote就是具有感测和无线电通信功能的功能元件。

在这种情况下，并不是具有同时检测温度、压力及湿度功能的Mote，而分别是温度检测功能Mote、压力检测功能Mote、湿度检测功能Mote。

因此，由于各个Mote的功能是单一的，所以材料和电路结构也变得简单了，制作容易并能够作得很廉价。还有，这些Mote通过通信，还可以作为整体构筑网络系统。

(实施形态9)

各个功能元件可以具有同一测量功能但具有不同的测量范围。例如，具有温度测量功能，但测量范围不同等。如图48模式化表示的那样，设置多个能够测量-50℃～0℃、0℃～50℃、50℃～100℃、100℃～150℃的温度范围不同的功能元件。

通过使测量范围较窄，能够更精确地测量温度。

例如，假设相对于温度等测量变量x，电压等输出y如图49所示那样地变化。在这种情况下，一个功能元件并不检测x的整个区域，而是能够将a的区域近似为直线A，b的区域近似为直线B，c的区域近似为直线C。如果能够近似为直线，则能够使计算处理简单化，使数据处理系统简单，并能够构成简单化了的结构。

例如，温差电偶有各种种类，存在最适合的使用条件。例如，铬镍-铝镍(K)材料的温度与热电动势的关系是直线的，最多地被用于工业中。其使用温度范围为-200℃～1100℃，过热使用限度为1200℃。

铁-康铜(J)材料仅次于E温差电偶其热电动势较高，被用于工业中的中温度区域。其使用温度范围为0℃～600℃，过热使用限度为750℃。

铜-康铜(T)材料的电阻小，热电动势稳定，被广泛利用于低温下的精密测量。其使用温度范围为-200℃～300℃，过热使用限度为350℃。

铬镍-康铜(E)材料在JIS规定的温差电偶中具有最高的热电动势特性。其使用温度范围为-200℃～700℃，过热使用限度为800℃。

镍硅-硅(N)材料在从低温到高温的广泛范围内热电动势稳定。其使用温度范围为-200℃～1200℃，过热使用限度为1250℃。

白金13％铑-白金(R)材料适用于高温下的惰性气体及氧化氛围气体下的精密测量。由于精度高，离散和劣化少，所以被用作标准温差电偶。其使用温度范围为0℃～1400℃，过热使用限度为1600℃。

白金30％铑-白金6％铑(B)材料在JIS规定的温差电偶中是使用温度最高的温差电偶。其使用温度范围为0℃～1500℃，过热使用限度为1700℃。

铬镍-金铁(AF)材料的使用温度范围为-269℃～30℃，是最适合于极低温下的测量的温差电偶。

铱-铱50％铑材料是适用于真空、惰性气体及淡氧化气体气氛下的温差电偶。铱蒸发会产生污染。其使用温度范围为1100℃～2000℃，过热使用限度为2100℃。

钨5％铼-钨26％铼材料是适用于还原气氛、惰性气体、氢气的温差电偶。脆是其缺点。其使用温度范围为0℃～2400℃，过热使用限度为3000℃。

镍-镍18％钼能够在还原气氛中使用。其热电动势大，检测容易。

钯·白金·金-金·钯的耐磨损性高。其热电动势的检测几乎与K温差电偶一样容易。其使用温度范围为0℃～1100℃，过热使用限度为1300℃。

通过如此配置测量温度范围等不同的各种Mote，能够阔宽整体的测量范围，并能够产生可以对应于多种环境的Mote。

(实施形态10)

实施例9表示了限定各个元件的测量范围而变化的情况，但也可以限定环境。

例如，设置许多功能元件，例如能够在-50℃～0℃、0℃～50℃、50℃～100℃、100℃～150℃、150℃～200℃的不同温度范围下正确工作的感测Mote的元件。在工作温度不同的情况下，其用于感测的材料、通信所需的电路、天线的材料和最适合的结构也各不相同，但由于能够针对各个功能元件对这些因素进行最适化，所以能够以简单的结构廉价地进行制造。进而由于由多个元件构成，所以作为整体的系统的工作环境能够扩展到从低温到高温的广阔范围内。

(实施形态11)

同一个感测功能，但其测量对象可以是不同的形态。图50是表示感测对象与感测Mote的关系的图。感测部件140具有180、181所示的感测对象物质的固有键。键180、181是例如生物的抗原抗体反应那样的因素，在图中是以容易理解的键的形式模式化被表示出来的。

感测Mote具有配合感测对象物质的键形状的键190、191。由此，能够只对特定的对象物进行感测。例如，可以考虑检测相同的蛋白质，但根据氨基酸的种类而不同的感测Mote的情况。这种情况下，是具有同一感测功能，但感测对象不同的情况。由于是同一感测功能，所以感测的机构几乎相同，但测量对象不同。

(实施形态12)

作为检测测量对象，可以举出如图51所示的检测的离子不同的例子。可以考虑例如检测钾离子的Mote、检测钙离子的Mote、检测钠离子的Mote。

(实施形态13)

可以将改变在实施例12中的各种感测Mote的组成比作为本发明的另一个实施例。

例如，如图52所示，在容器20中放置多个检测不同检测对象的感测Mote121、122、123。在主要希望检测钙离子、钠离子的情况下，可以配合使用10％的钾离子检测Mote，50％的钙离子检测Mote，40％的钠离子检测Mote。

另外，在主要希望检测钾离子的情况下，可以配合使用80％的钾离子检测Mote，10％的钙离子检测Mote，10％的钠离子检测Mote。

通过如此变更对象离子的检测Mote的配合比例，能够构成最适合的离子检测系统。

如图53所示，在检测人体的情况下，将容器溶解，使各个Mote分散到人体中来进行检测工作。

(实施形态14)

通过只驱动必要的部分，一边保持高度灵敏的检测系统，一边使之只在必要的时候必要的地点动作，能够经常具有最适合的感测功能，还能够减少整体的电力消耗。

另外，本发明还能够适用于摄像元件。图54是通过由球透镜组成的摄像元件构成本发明的功能元件的例子，各自设置了R(红)、G(绿)、B(蓝)过滤器，并在球透镜的背面设置了由CCD或CMOS构成的光学传感器。其设计是各功能元件接收各个限定波长范围的光，而作为整体能够接收广泛范围波长的光。由于各个元件所接收的光的波长范围是限定的，所以能够构成对应各个波长的传感器。

根据本发明，通过从主基站接收控制信息的微小功能元件与其他的微小功能元件利用通信装置进行通信，能够实现上述通信装置以外的一个以上的装置，并能够使各自存在的功能元件具有共同的功能。由此，能够提供一种无线电通信机器及其通信方法，它形成网络，并通过可连接机器、检测网络对多个不同地点的检测进行统一管理。进而，根据本发明的无线电通信机器及其驱动方法，利用具有无线电功能和检测等特定功能的微小的功能元件及对它们进行控制的主基站，形成网络，并通过可连接机器、检测网络对多个不同地点的检测进行统一管理。特别地，本发明能够使各功能元件限定于无线电通信以外的单一功能，而以简单的结构构筑系统，并且通过使各功能元件作为整体共同工作，能够构成高度的检测网络。

Claims (8)

1.一种无线电通信机器，其特征在于，包括：

具备多个具有利用光或无线电进行无线电通信的第1功能和与上述无线电通信不同的第2功能的功能元件的功能元件群；

上述功能元件群的各个上述功能元件的上述第2功能是同一功能，并且上述功能元件群通过利用了各个上述功能元件的上述第1功能的共同工作来作为整体实现一个以上的上述第2功能。

2.根据权利要求1所述的无线电通信机器，其特征在于，

上述功能元件群构成在各个上述功能元件之间进行基于上述第1功能的上述无线电通信的网络系统。

3.根据权利要求1所述的无线电通信机器，其特征在于，

具有对构成上述功能元件群的各个上述功能元件统一进行管理的主基站；

上述主基站与上述各功能元件之间进行上述无线电通信来控制上述功能元件群或者进行数据接收。

4.根据权利要求1所述的无线电通信机器，其特征在于，还包括：

用于统一管理构成上述功能元件群的上述多个功能元件的主基站；

其中上述主基站与上述各功能元件进行无线电通信以控制上述功能元件群或者接收数据。

5.根据权利要求1所述的无线电通信机器，其特征在于：

上述各功能元件的上述第2功能是测量相同物理值的功能，

上述功能元件群作为整体能够在比上述各个功能元件所测量的范围更宽的范围内进行测量。

6.根据权利要求1所述的无线电通信机器，其特征在于：

上述功能元件用于不同的环境。

7.根据权利要求1所述的无线电通信机器，其特征在于：

由上述功能元件感测的对象物质不同。

8.一种无线电通信机器的驱动方法，其特征在于，

使用包含下述功能元件群的无线电通信机器，该功能元件群包含多个具有利用光或无线电来进行无线电通信的第1功能和与上述无线电通信不同的第2功能的功能元件；

各个上述功能元件的上述第2功能是同一功能；

将上述各功能元件配置在所希望的位置上，通过利用了各个上述功能元件的上述第1功能的共同工作来作为整体执行一个以上的上述第2功能。

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